基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的消防員信息管理與訓(xùn)練研究

鄭 策，夏登友，尹觀吉

(中國人民警察大學(xué)，河北 廊坊 065000)

0 引言

近年來，大數(shù)據(jù)及大數(shù)據(jù)技術(shù)在各行各業(yè)中應(yīng)用廣泛，國內(nèi)學(xué)者對大數(shù)據(jù)在消防中的應(yīng)用也做了一定研究。謝超[1]提出了應(yīng)用大數(shù)據(jù)拓展宣傳方式，提出差異性、精準(zhǔn)性、時效性宣傳的工作對策。嚴(yán)曉龍[2]從創(chuàng)新電氣火災(zāi)防范新技術(shù)入手，闡述了基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，建設(shè)智慧電氣火災(zāi)隱患監(jiān)管“防控網(wǎng)”，積極構(gòu)建電氣火災(zāi)防控治理模式，全面提升消防安全水平。肖調(diào)偉[3]基于GIS和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，構(gòu)建了“一張圖”滅火救援指揮平臺，探討著力提升滅火救援指揮及輔助決策能力、提高消防部隊實戰(zhàn)能力的創(chuàng)新實踐。董秋根[4]研究了大數(shù)據(jù)技術(shù)在“智慧消防”領(lǐng)域的應(yīng)用。通過采集各類消防信息，利用多維分析模型，進(jìn)行大數(shù)據(jù)可視化直觀展現(xiàn)，構(gòu)建以大數(shù)據(jù)應(yīng)用為核心的“智慧消防”應(yīng)用體系。黎志國[5]以廣東某市中心城區(qū)為例，運用Delphi法、層次分析法建立、分析火災(zāi)風(fēng)險指標(biāo)體系，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，開展了城市火災(zāi)風(fēng)險評估，從而提升城市火災(zāi)風(fēng)險防范和消防安全管理水平。胡君健[6]針對當(dāng)前社會單位消防設(shè)施管理現(xiàn)狀，提出了消防大數(shù)據(jù)概念，建立消防設(shè)施綜合管理系統(tǒng)平臺，用大數(shù)據(jù)思維來改變傳統(tǒng)工作模式，切實提升消防設(shè)施管理水平。以上研究充分運用大數(shù)據(jù)技術(shù)在滅火救援指揮、消防宣傳、火災(zāi)預(yù)防、火災(zāi)風(fēng)險評估和消防設(shè)施管理等方面取得了一定進(jìn)展，然而，大數(shù)據(jù)技術(shù)在消防員信息管理和訓(xùn)練方面則研究較少。本文在大數(shù)據(jù)技術(shù)功能基礎(chǔ)上，探析了大數(shù)據(jù)技術(shù)在消防員信息管理和訓(xùn)練方面的應(yīng)用，旨在為消防隊伍信息化建設(shè)提供新方法。

1 消防員信息管理與訓(xùn)練現(xiàn)狀分析

1.1 消防員信息管理現(xiàn)狀淺析

目前消防隊伍對各級消防員信息的掌握主要通過兩種形式，一種是通過辦公自動化建立各類消防員檔案，另一種是形成紙質(zhì)檔案由相關(guān)部門留存。以上兩種形式都存在較大局限性，首先是信息量太少，基本停留在簡單的個人信息，無法完整體現(xiàn)每一名消防員的個人信息特征；其次是信息存儲形式較單一，更新較慢，應(yīng)用性不強，當(dāng)有關(guān)部門需要調(diào)取消防員信息時，經(jīng)常需要重新統(tǒng)計各類信息，這就給消防隊伍的日常工作造成許多困難。

1.2 消防員訓(xùn)練現(xiàn)狀淺析

消防員訓(xùn)練是基層消防隊伍的一項重要工作，筆者通過調(diào)查研究，總結(jié)出目前基層消防員訓(xùn)練主要存在以下問題：一是訓(xùn)練方法不統(tǒng)一，整體不均。消防員的訓(xùn)練水平存在較大差異性，有些消防站還是指揮員組訓(xùn)，傳統(tǒng)的老兵帶新兵方式，主觀性較強，導(dǎo)致不同單位的消防員水平也有所區(qū)別。二是訓(xùn)練資料有限，專而不強。消防員學(xué)習(xí)研究滅火救援戰(zhàn)例和各種滅火救援技戰(zhàn)術(shù)，大多是在單位組織的戰(zhàn)例研討時進(jìn)行，而且是中隊所有戰(zhàn)斗員統(tǒng)一組織學(xué)習(xí)，無法做到有針對性。三是由于繁重的滅火救援和日常訓(xùn)練，消防員隊伍中存在一些職業(yè)病，消防員的健康問題近年來已經(jīng)成為較為顯著的問題。

2 大數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)

2.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)簡介

大數(shù)據(jù)技術(shù)是指從大規(guī)模多樣化的數(shù)據(jù)中通過高速捕獲、發(fā)現(xiàn)和分析技術(shù)提取數(shù)據(jù)的價值，這個定義刻畫了大數(shù)據(jù)的4個顯著特點,即容量 (Volume)、多樣性 (Variety)、速度 (Velocity) 和價值 (Value)[7]。如表1所示，大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)相比，具有較大優(yōu)勢。

表1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)比較

如圖1所示，較為成熟的大數(shù)據(jù)技術(shù)主要經(jīng)歷數(shù)據(jù)生成、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)分析四個階段，從層次上可以分為基礎(chǔ)設(shè)施層、計算層和應(yīng)用層。大數(shù)據(jù)的處理方式主要有流處理和批處理，流處理方式重點關(guān)注數(shù)據(jù)的新鮮度，主要用于在線應(yīng)用，目前主要的系統(tǒng)有Storm，S4和Kafka，具有處理速度快的特點；批處理方式是數(shù)據(jù)首先被存儲然后被分析，主要的分析模型是MapReduce模型，批處理模型較為簡單高效，相比較而言，批處理方式更適用于大數(shù)據(jù)消防員培訓(xùn)和管理研究。

圖1 大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)構(gòu)圖

2.2 數(shù)據(jù)庫架構(gòu)

基于大數(shù)據(jù)的各項功能，建立消防員訓(xùn)練信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要分為兩大部分，從功能上分為消防員訓(xùn)練系統(tǒng)和消防員管理系統(tǒng)，如圖2所示。系統(tǒng)重點構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的信息管理和消防員訓(xùn)練兩大數(shù)據(jù)庫，目前消防隊伍還沒有建立完備的消防員信息檔案，但大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展為大數(shù)據(jù)庫的建立提供了技術(shù)支持。

圖2 消防員訓(xùn)練管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫架構(gòu)

2.2.1 消防員個人信息檔案。包括每一名消防員的個人基本信息，集中整合全國消防員的個人信息，建立個人信息檔案，其中包括姓名、身高、體重、年齡、專業(yè)特長、職級、救援銜等級、所屬單位等基本信息。建立統(tǒng)一的消防員個人信息，將有助于對各級消防員進(jìn)行統(tǒng)一管理，每一名消防員的檔案可以實現(xiàn)“單元化”，通過個人賬戶和管理員賬戶可以實現(xiàn)人員的調(diào)動、升遷等信息更新，也可以隨時查詢。

2.2.2 消防員職業(yè)生涯檔案。消防員自入職以來，到職業(yè)生涯結(jié)束，生成了大量的數(shù)據(jù)。然而，目前對消防員的信息收集還停留在基本信息的掌握，個人簡歷也很難做到實時更新，這就為全面掌握每一名消防員的信息提出了問題。消防員職業(yè)生涯檔案主要包括消防員出境記錄，擅長專業(yè)，崗位經(jīng)歷，獎懲情況和職業(yè)發(fā)展期望等。同時，對專業(yè)技術(shù)人才，會生成特征值數(shù)據(jù)，建立專家數(shù)據(jù)庫，以供檢索。

2.2.3 消防員健康檔案。可以通過技術(shù)手段和相關(guān)部門聯(lián)動，調(diào)取每一名消防員入職以來的體檢報告，形成消防員大數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫主要包括每一名消防員的各項身體特征，有無病史，消防員心理健康檔案，應(yīng)急能力，綜合身體素質(zhì)以及是否適合開展消防隊伍各項工作，從醫(yī)學(xué)角度形成較為成熟專業(yè)的結(jié)論，為合理解決消防員健康問題提供數(shù)據(jù)支持。

2.2.4 體能素質(zhì)量表。采集消防員日常體能測試數(shù)據(jù)，形成體能素質(zhì)量表，主要包括體重、脂肪、蛋白質(zhì)、水分、體脂百分比等含量，形成健康評分、體型判定、營養(yǎng)分析和體重管理等數(shù)據(jù)分析結(jié)果，并實現(xiàn)定期更新。

2.2.5 歷年滅火救援戰(zhàn)例匯總。多年來的滅火救援工作，為消防隊伍積累了大量的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。目前消防隊伍學(xué)習(xí)滅火救援戰(zhàn)例的方式主要是戰(zhàn)例研討和文件下發(fā)專項學(xué)習(xí)，這樣的方式覆蓋面不夠廣，學(xué)習(xí)無法做到深入，互動性不強，而且對于一般的戰(zhàn)例不會做過多研究。然而，從總體上分析，滅火救援形勢具有一定的統(tǒng)計規(guī)律，可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)把近年來的所有滅火救援戰(zhàn)例集合起來，不僅可以實現(xiàn)對滅火救援形勢的總體把握和開展各種數(shù)據(jù)分析，還可以在滅火救援現(xiàn)場進(jìn)行檢索，進(jìn)而實現(xiàn)應(yīng)急決策。消防員培訓(xùn)方面，可以通過滅火救援戰(zhàn)例大數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行系統(tǒng)有效的學(xué)習(xí)，各級消防員和指揮員通過建立完整的滅火救援戰(zhàn)例數(shù)據(jù)庫，可以實現(xiàn)對本轄區(qū)歷年來或者不同地區(qū)同一類型的滅火救援案例進(jìn)行學(xué)習(xí)研究，進(jìn)而提升消防員滅火救援綜合能力。

2.2.6 器材裝備資料匯總?；诖髷?shù)據(jù)平臺，匯總目前消防隊伍所有可能用到的器材裝備，主要包括各類滅火劑、消防器具、搶險救援器材、消防員防護裝備和各類消防車等。各級消防員和指揮員可以根據(jù)自身所從事的業(yè)務(wù)內(nèi)容，有重點的進(jìn)行學(xué)習(xí)，例如，消防車駕駛員可以著重學(xué)習(xí)消防車、消防泵的相關(guān)資料數(shù)據(jù)，真正做到“學(xué)其所專，專其所用，用其所長”，為消防員專業(yè)化隊伍建設(shè)提供條件。

2.2.7 滅火救援技術(shù)方法規(guī)程匯總。目前消防員日常訓(xùn)練工作標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，部分地區(qū)人員結(jié)構(gòu)較年輕，專業(yè)性不強。有些滅火救援技術(shù)方法只有消防站工作時間較長的消防員掌握，平時的日常訓(xùn)練通常通過口口相傳的方式傳授，這就阻礙了年輕消防員能力的提高。更重要的是，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會經(jīng)濟的發(fā)展，各種災(zāi)害類型在不斷增多，相應(yīng)的滅火救援技術(shù)也在不斷革新，建立一套可以實時更新的滅火救援技術(shù)大數(shù)據(jù)平臺就顯得非常必要。通過建立起的滅火救援技術(shù)大數(shù)據(jù)平臺，結(jié)合新媒體技術(shù)，消防員可以通過PC端或者移動設(shè)備端實現(xiàn)對各類滅火救援技術(shù)的在線學(xué)習(xí)和研討。同時，這也為新時期建立一套完備的消防員培訓(xùn)系統(tǒng)提供了新的方法。

3 基于大數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用

3.1 信息和資料的智能檢索

采用數(shù)據(jù)庫OLAP查詢和數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)手段，可用于不同用戶的智能檢索。對有關(guān)部門來說，可以通過大數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)消防員信息的實時更新，篩選含有各種字段特征的消防員或者消防單位用于人員調(diào)動、比武考核、攻堅組培訓(xùn)和重大災(zāi)害現(xiàn)場的跨區(qū)域力量部署。對消防員個人來說，可以利用平臺實現(xiàn)個人信息查詢，各類訓(xùn)練資料的在線學(xué)習(xí)。該功能的實現(xiàn)是通過消防員“個人信息卡”，個人信息卡是每一名消防員所持有的電子卡片，具有射頻功能，在PC終端上可以查詢本人的各項個人信息，包括每一名消防員入職以來的各項信息。根據(jù)層級的不同，數(shù)據(jù)的檢索、查詢和修改權(quán)限也不同。同時，可以查詢各類訓(xùn)練資料，為不同專業(yè)消防員有針對性的學(xué)習(xí)提供條件。例如，某消防站的某名消防員，在職業(yè)生涯一共參與了多少起滅火救援，其中有多少起是高層火災(zāi)或者洪澇災(zāi)害，該消防員在日常訓(xùn)練的成績?nèi)绾?，他每一次考核成績呈現(xiàn)一個怎樣的趨勢，我們不得而知。但利用大數(shù)據(jù)存儲，可對每名消防員的滅火救援經(jīng)歷、訓(xùn)練成績、考核成績和獎懲經(jīng)歷等數(shù)據(jù)進(jìn)行量化記錄，進(jìn)行合理的分析后，就可以選出某區(qū)域甚至全國消防員中高層建筑火災(zāi)經(jīng)歷較多的消防員或?qū)＜?，組成高層滅火救援專業(yè)化隊伍或者專家組，為消防隊伍專業(yè)化建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。

3.2 實時跟蹤消防員健康狀況

近年來，消防員健康問題日益突出，長期的滅火救援工作已經(jīng)導(dǎo)致消防隊伍中出現(xiàn)一些職業(yè)病，研究各類滅火救援現(xiàn)場對消防員身體健康狀況的影響逐漸成為一個重要課題。通過建立消防員健康檔案，智能分析每一名消防員的身體和心理健康狀況，全面科學(xué)有效地提供消防員健康數(shù)據(jù)，并做到實時更新，可對一定時期內(nèi)全國范圍內(nèi)消防員的各項健康數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而找到滅火救援工作與消防員健康狀況的規(guī)律，提出相應(yīng)的建議對策。

3.3 消防員和消防站作戰(zhàn)能力評估

隨著消防隊伍的發(fā)展，科學(xué)有效地評估消防員或消防站實力，并提出建議對策，對消防隊伍專業(yè)化建設(shè)和消防員訓(xùn)練管理具有重要意義。目前對單個消防員的職業(yè)能力水平評估主要是通過不定期組織的一些資格考核進(jìn)行職業(yè)認(rèn)定。消防站的滅火救援能力評估主要是通過年終考核或者直接應(yīng)用相關(guān)級別規(guī)范，這樣的方法不夠細(xì)致科學(xué)。我們可以利用已經(jīng)建立的消防員和消防站大數(shù)據(jù)庫，對每一名消防員和消防站進(jìn)行智能分析，分析結(jié)果可用于消防員職業(yè)規(guī)劃，為每名消防員制定科學(xué)的訓(xùn)練方案，還可用作消防員的職位晉升和消防站的分級改造依據(jù)。同時，也可用于某一地區(qū)甚至全國消防站的滅火救援能力總體評估。

3.4 消防隊伍的優(yōu)化配置

該項工作主要包括三個步驟：(1)建立統(tǒng)一的滅火救援戰(zhàn)例庫并對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，結(jié)合其他數(shù)據(jù)，可以對全國范圍不同時間和指定空間的滅火救援形勢進(jìn)行預(yù)測和分析，通過得到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)。(2)分析已經(jīng)建立的消防員檔案大數(shù)據(jù)庫，得出某區(qū)域消防員的各項特征或者消防站結(jié)構(gòu)分布，例如專業(yè)特點、年齡結(jié)構(gòu)、訓(xùn)練考核成績、從事滅火救援工作年限等信息。(3)比對形成的各類數(shù)據(jù)，對當(dāng)前某一區(qū)域的消防員結(jié)構(gòu)和消防站分布進(jìn)行智能調(diào)整，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)控和更新，這樣就可以實現(xiàn)社會消防力量的最大化利用。

3.5 智能考核和輔助決策

智能考核指通過安裝在各類訓(xùn)練設(shè)施上的傳感器，可以實現(xiàn)單位比武的高效科學(xué)化，并且可以拓寬比武訓(xùn)練科目。例如，通過智能移動穿戴設(shè)備，采集消防員或比武人員的訓(xùn)練成績數(shù)據(jù)，并上傳到服務(wù)器，就可以實現(xiàn)更加精確的數(shù)據(jù)采集和更大范圍內(nèi)比武競賽。這樣，通過多數(shù)據(jù)的簡單分析，就可以得出單個消防員和消防站為單位的比武成績。輔助決策是利用大數(shù)據(jù)庫對每一名消防員的各項特征數(shù)據(jù)綜合打分，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)分析使決策結(jié)果更加客觀，決策過程能夠得到簡化，根據(jù)用戶的不同需求形成不同結(jié)果。統(tǒng)計結(jié)果可用于消防員的職位晉升，攻堅組人才選拔和評優(yōu)評先等日常決策活動。

4 結(jié)論與展望

本文結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)在消防中的應(yīng)用現(xiàn)狀，通過研究得出大數(shù)據(jù)技術(shù)在消防員訓(xùn)練和信息管理方面的應(yīng)用具有較多的創(chuàng)新路徑。首先，可以建立統(tǒng)一的消防員大數(shù)據(jù)庫進(jìn)行信息挖掘、智能檢索和系統(tǒng)平臺構(gòu)建，實現(xiàn)消防員的統(tǒng)一管理；其次，可以利用建立的滅火救援?dāng)?shù)據(jù)庫進(jìn)行消防員培訓(xùn)，通過對各類滅火救援資料的統(tǒng)一集成匯總，科學(xué)合理地制定消防員訓(xùn)練計劃；最后，可以通過大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)消防員和消防站的智能評估和考核。

由于大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展還處在初期階段，消防員訓(xùn)練和管理工作本身主觀性較強，如何從實際情況提取出數(shù)據(jù)信息，從數(shù)據(jù)信息到實際應(yīng)用，還需要解決較多技術(shù)問題。首先是技術(shù)上雖然已經(jīng)可以實現(xiàn)對各種數(shù)據(jù)庫的建立，然而建立怎樣的數(shù)據(jù)庫還需要進(jìn)一步研究，既要從實際情況中提取海量數(shù)據(jù)，還要從業(yè)務(wù)需求上生成可用數(shù)據(jù)，需區(qū)別處理。其次是數(shù)據(jù)采集工程較大，耗費較大，要在全國范圍內(nèi)建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫對消防員進(jìn)行管理，并將足夠多的各類滅火救援的資料匯總起來，形成科學(xué)有效的消防員訓(xùn)練平臺，專業(yè)性較強，還需要做大量的工作。最后，數(shù)據(jù)冗余度高，智能分析可信度有待提高，較多的數(shù)據(jù)來源于各項特征的量化轉(zhuǎn)換，經(jīng)轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)是否可以完全用于智能決策，還需要實踐來驗證。通過采集到的數(shù)據(jù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，如果要達(dá)到一個較高的可信度，則需要較為科學(xué)的算法來完成。